EP1252465A2 - Sperrventil für hydraulikflüssigkeiten - Google Patents
Sperrventil für hydraulikflüssigkeitenInfo
- Publication number
- EP1252465A2 EP1252465A2 EP01993784A EP01993784A EP1252465A2 EP 1252465 A2 EP1252465 A2 EP 1252465A2 EP 01993784 A EP01993784 A EP 01993784A EP 01993784 A EP01993784 A EP 01993784A EP 1252465 A2 EP1252465 A2 EP 1252465A2
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- hydraulic
- plug
- flow
- valve
- stop valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0663—Packings
- F16K5/0673—Composite packings
Definitions
- the invention relates to a check valve as a 2/2-way valve for hydraulic fluids for use in industrial systems.
- Hydraulic fluids are preferably used in the form of emulsions as oil-in-water emulsions or water-in-oil emulsions in hydraulic technology under the known high working pressures in industrial plants, such as in underground mining.
- the basic requirements for a reliable shut-off valve in industrial systems are: -manually operable by a handle without tools-insensitive to pressure fluctuations or pressure surges, so as not to get into uncontrolled interventions in the switch positions.
- a tap comprising a housing and a plug rotatable therein, the plug having a shaft with a cavity into which at least one opening arranged on the jacket side of the shaft opens, and which has at least two elastic, has sealing elements encircling the shaft in an annular manner, between which the at least one jacket-side opening is arranged and which has at least one further sealing element on the shaft which surrounds the at least one opening.
- Non-hydraulic form of energy for actuating valves, however, leads to greater mechanical and associated costs. Furthermore, the system is more complicated, which leads to a reduction in its availability, since in particular safety-relevant systems, such as are often used in mining, must be switched off even if the non-hydraulic form of energy fails.
- the invention has for its object to obtain a manual actuation of a check valve on hydraulic devices of industrial plants even with larger nominal diameters, if possible without an auxiliary device and without further non-hydraulic forms of energy that would only complicate the valve design.
- the object is achieved by a device arranged in the check valve according to the characterizing part of claim 1 in connection with a pilot valve of the conventional type arranged externally on the check valve.
- this purpose is achieved in that the hydraulic pressure in the system after actuation of a pilot valve in an annular space 23 on the sealing element 02, whose area is larger than that which the sealing element 02 on the switch plug 01 presses, is directed.
- the resulting forces move the outer annular surface 25 of the sealing element 02 into the gap, which measures at least 0.2 mm, towards the cover 05 and the sealing element 02 is lifted off the switching plug 01 due to its dome-shaped design.
- the frictional force between switch plug 01 and sealing element 02 is reduced or completely eliminated and the shut-off valve can now be switched by hand without great effort.
Landscapes
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Abstract
Grosse Nennweiten führen in hydraulischen Anlagen, insbesondere in Verbindung mit hohen Drücken, zu grossen Betätigungskräften für Sperrventile. Diese sind oftmals von Hand nicht mehr aufzubringen. Die Bereitstellung zusätzlicher Energieformen- z.B. elektrischer oder pneumatischer Energie- ist in hydraulischen Anlagen aufwendig und mit hohen Kosten verbunden. Zur Ermöglichung einer händigen Betätigung eines Sperrventils in einer hydraulischen Anlage mit Leitungen grösserer Nennweite wird durch die Erfindung der anstehende hydraulische Druck genutzt. Die Erfindung bezieht sich auf ein 2/2- Wege- Sperrventil für Hydraulikflüssigkeiten industrieller Anlagen, wobei dieses baulich durchgebildet ist: mit Vorsteuerventil, Ringraum (23), Schaltküken (01) und Dichtelementen (02); für grössere Nennweiten und hohe Drücke geeignet ist und keine nichthydraulische Energieversorgung aufweist. Das Sperrventil eignet sich insbesondere zum Einsatz in hydraulischen Anlagen mit Leitungen grösserer Nennweite und hohen Drücken.
Description
Sperrventil für Hydraulikflüssigkeiten
Die Erfindung betrifft ein Sperrventil als 2/2- Wege- Ventil für Hydraulikflüssigkeiten zur Verwendung in industriellen Anlagen. Dabei sind Hydraulikflussigkeiten bevorzugt in Form von Emulsionen als Öl- in- Wasser- Emulsionen oder Wasser- in- Öl- Emulsionen in der hydraulischen Technik unter den bekannt hohen Arbeitsdrücken in industriellen Anlagen, wie beispielsweise im Untertagebergbau, eingesetzt.
Die Grundaπforderungen an ein zuverlässiges Sperrventil in industriellen Anlagen sind: -manuell betätigbar durch einen Handgriff ohne Hilfsmittel -unempfindlich gegen Druckschwankungen oder gegenüber Druckschlägen, um nicht in unkontrollierte Eingriffe der Schaltstellungeπ zu geraten.
In industriellen Anlagen herrschen produktbezogen jeweils spezifische Verhältnisse; beispielsweise ist es in hydraulischen Anlagen des Untertagebergbaus unabdingbar, eine zuverlässige Betätigbarkeit eines Sperrventils sicherzustellen. Dies ist unter den bekannt hohen Drücken bergbaulicher Einrichtungen und bergbaulicher Betriebsverhältnisse wie Temperatur, Stäube, aggressiver Wässer usw. schwierig. Dies hat dazu geführt, daß durch Verwendung anderer Energieformen am Ventil, wie z.B elektrische oder pneumatische Energie, Hilfsenergien bereitgehalten werden müssen zum Betätigen bzw. zum Verfahren in die gewünschte Schaltstellung.
Aus der DE 19728234 A1 ist ein Hahn bekannt, umfassend ein Gehäuse und ein darin drehbares Küken, wobei das Küken einen Schaft mit einem Hohlraum aufweist, in den mindestens eine an der Mantelseite des Schaftes angeordnete Öffnung mündet, und das am Schaft mindestens zwei elastische, den Schaft ringförmig umschließende Dichtorgane besitzt, zwischen denen die mindestens eine mantelseitige Öffnung angeordnet ist und das am Schaft mindestens ein weiteres Dichtorgan aufweist, das die mindestens eine Öffnung umschließt.
Mit einer derartigen Ausführung wird ausschließlich durch eine enge Passung zwischen Gehäuse und Küken mit entsprechend großer Kontaktkraft zwischen den Teilen eine Flüssigkeitsabdichtung bewirkt.
Durch größere Passungskräfte ist zwangsläufig die beim Drehen des Kükens zu überwindende Drehreibung groß und beide Teile des Hahns stehen unter relativ hoher mechanischer Spannung. Insbesondere aber führen Unrundheiten an einem der Passungskörper zu kleinen Spalten zwischen Küken und Gehäuse, was sich vor allem bei hohen Drücken und geringer Viskosität der Arbeitsflüssigkeit durch Leckagen am Hahn äußert.
Die DE 19715239 A1 beschreibt die Verfahrenssteuerung flüssiger oder gasförmiger Medien, die unter hohem Druck stehen. Hiernach soll ein Elekromotor eingesetzt werden, der über eine Nockenscheibe, die die Drehbewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung umsetzt, einen Ventilstößel betätigt. Diese Anordnung soll gewährleisten, daß die bei hohem Druck vorliegenden großen Stellkräfte zuverlässig überwunden und daß bei Ausfall der Stromversorgung ein definierter Ruhezustand der Anlage sichergestellt wird.
Die Verwendung einer zusätzlichen, z.B. nichthydraulischen Energieform zum Betätigen von Ventilen führt jedoch zu einem größeren maschinellen und damit verbundenen kostenmäßigen Aufwand. Desweiteren gestaltet sich die Anlage komplizierter, was zu einer Verringerung ihrer Verfügbarkeit führt, da insbesondere sicherheitsrelevante Anlagen, wie sie beispielsweise häufig im Bergbau eingesetzt werden, auch beim Ausfall der nichthydraulischen Energieform abgeschaltet werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine manuelle Betätigbarkeit eines Sperrventils an hydraulischen Einrichtungen industrieller Anlagen auch bei größeren Nennweiten zu erhalten, wenn möglich ohne Hilfsgerät und ohne weitere nichthydraulische Energieformen, die die Ventilbauart nur verkomplizieren würden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine im Sperrventil angeordnete Vorrichtung gemäß des kennzeichnenden Teiles von Anspruch 1 in Verbindung mit einem extern am Sperrventil angeordneten Vorsteueπtentil üblicher Bauart.
Gemäß Anspruch 1 und einer Ausführung gemäß Figur 1 und 2 wird dieser Zweck dadurch erreicht, daß der in der Anlage anstehende hydraulische Druck nach Betätigung eines Vorsteuerventils in einen Ringraum 23 an dem Dichtelement 02, dessen Fläche größer ist als diejenige, welche das Dichtelement 02 an das Schaltküken 01 drückt, geleitet wird. Durch die entstehenden Kräfte wird die äußere Ringfläche 25 des Dichtelementes 02 in den Spalt, der wenigstens 0,2 mm mißt, zum Deckel 05 hin bewegt und das Dichtelement 02 aufgrund seiner kalottenförmigen Ausbildung vom Schaltküken 01 abgehoben. Dadurch wird die Reibkraft zwischen Schaltküken 01 und Dichtelement 02 verringert bzw. komplett aufgehoben und das Absperrventil läßt sich nun ohne großen Kraftaufwand von Hand schalten.
Bezuqszeichenliste
01 Schaltküken
02 Dichtelemente
03 Führungshülse
04 Gehäuse
05 Deckel
20 innere Ringfläche
23 Ringraum
25 äußere Ringfläche
31 Bohrung
Claims
1. 2/2- Wege- Ventil für das Sperren einer Fluidströmung in einer Rohrleitung oder einem Schlauch der Hydraulik industrieller Anlagen, wobei der Sperrkörper als Drehschieber in Form eines kugelförmigen Schaltkükens ausgebildet, um seine
Achse senkrecht zur Strömungsrichtung drehbar angeordnet ist, eine zylindrische Querbohrung aufweist, mit der er in Abhängigkeit der Stellung des Schaltkükens durch einen linsenförmigen oder in den Endstellungen kreisförmigen, dem Leitungsquerschnitt entsprechenden, Querschnitt den Durchfluss vollständig freigibt oder sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schaltküken (01), Deckel (05) und Gehäuse (04) eine Führungshülse (03) für ein Dichtelement (02) starr angeordnet ist, daß ein- oder beidseitig des Schaltkükens (01), in Durchflußrichtung ausgerich- tet, ein axial verschiebbares Dichtelement (02) angeordnet ist, wobei dessen kükenseitige Stirnfläche bereichsweise kalottenartig ausgeformt und als Dichtfläche an die räumliche Schaitkükengeometrie angepaßt ist und die deckelseitige Stirnfläche in zwei axial versetzte Kreisringflächen unterteilt ist, wobei die innere Kreisringfläche (20) eine endständige, in Durchfluß- richtung freie Stirnfläche aufweist, hinter der ein Freiraum besteht und die äußere Kreisringfläche (25), der kükenseitigen Deckelstirnfläche benachbart, einen zu dieser wenigstens 0,2 mm breiten Spalt aufweist und mit ihrer kükenseitigen Gegenringfläche eine Schulter bildet, die gemeinsam mit der Gegenfläche der Führungshülse (03) einen abgeschlossenen Ringraum (23) gestaltet, der über eine oder mehrere Bohrungen (31) in der Führungshülse (03) Verbindungskanäle zum Vorsteuerventilaustritt aufweist.
2. 2/2- Wege- Ventil für das Sperren einer Fluidströmung in einer Rohrleitung oder einem Schlauch der Hydraulik industrieller Anlagen, gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Freiraum zwischen Deckel (05) und innerer Ringfläche (20) eine Feder angeordnet ist.
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